JPH0530296B2 - - Google Patents
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- JPH0530296B2 JPH0530296B2 JP14828386A JP14828386A JPH0530296B2 JP H0530296 B2 JPH0530296 B2 JP H0530296B2 JP 14828386 A JP14828386 A JP 14828386A JP 14828386 A JP14828386 A JP 14828386A JP H0530296 B2 JPH0530296 B2 JP H0530296B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
従来の選択エピタキシヤル成長方法において
は、選択用マスク材上に成長した多結晶層が、単
結晶上に成長した単結晶層に浸透し、単結晶層領
域を狭くする。これを防止するため基板上に形成
した凸部に単結晶層を成長し、さらに、選択用マ
スク材を成長しようとする結晶層と同分子の非晶
質層を用いて単結晶領域と多結晶領域の境界の応
力を低下させる。
は、選択用マスク材上に成長した多結晶層が、単
結晶上に成長した単結晶層に浸透し、単結晶層領
域を狭くする。これを防止するため基板上に形成
した凸部に単結晶層を成長し、さらに、選択用マ
スク材を成長しようとする結晶層と同分子の非晶
質層を用いて単結晶領域と多結晶領域の境界の応
力を低下させる。
本発明は選択エピタキシヤル成長に関する。
半導体基板として、珪素（Si）等族半導体、
ガリウム砒素（GaAs）等の−Ｖ族化合物半導
体等の単結晶基板が用いられる。
ガリウム砒素（GaAs）等の−Ｖ族化合物半導
体等の単結晶基板が用いられる。
これらの基板は用途によりダメージフリー、半
絶縁性、高濃度等のものがある。
絶縁性、高濃度等のものがある。
また単結晶作成法としては引き上げ（CZ）法、
フローテイングゾーン（FZ）法等があり、これ
らの手段でインゴツトが作成され、それをスライ
スし、研磨してウエハ状態の基板が得られる。
フローテイングゾーン（FZ）法等があり、これ
らの手段でインゴツトが作成され、それをスライ
スし、研磨してウエハ状態の基板が得られる。
半導体デバイスを作成するとき、基板のまま使
用されることは少なく、基板上にさらにエピタキ
シヤル成長させた単結晶層を使用する場合の方が
多い。
用されることは少なく、基板上にさらにエピタキ
シヤル成長させた単結晶層を使用する場合の方が
多い。
さらに、半導体デバイスの進展にともない、基
板上に選択エピタキシヤル成長を行い、活性領域
（素子形成領域）には単結晶層、フイールド領域
（素子分離領域）には多結晶層を成長させる手法
が用いられるようになつた。
板上に選択エピタキシヤル成長を行い、活性領域
（素子形成領域）には単結晶層、フイールド領域
（素子分離領域）には多結晶層を成長させる手法
が用いられるようになつた。
基板表面にエピタキシヤル成長させる方法は、
現在では化合物半導体デバイスの作成に多く用い
られている。
現在では化合物半導体デバイスの作成に多く用い
られている。
すなわち、液相エピタキシヤル成長（LPE）
法を用いる半導体レーザや受光素子のヘテロエピ
タキシヤル層や、有機金属気相成長（MO−
CVD）法や分子線エピタキシヤル成長（MBE）
法による高電子易動度素子（HEMT）のヘテロ
エピタキシヤル層や、超格子素子等の多層ヘテロ
エピタキシヤル層の形成に多用されている。
法を用いる半導体レーザや受光素子のヘテロエピ
タキシヤル層や、有機金属気相成長（MO−
CVD）法や分子線エピタキシヤル成長（MBE）
法による高電子易動度素子（HEMT）のヘテロ
エピタキシヤル層や、超格子素子等の多層ヘテロ
エピタキシヤル層の形成に多用されている。
第３図は従来の選択エピタキシヤル成長を説明
する断面図である。
する断面図である。
図において、１は単結晶基板で、この上に選択
用マスクとして二酸化珪素（SiO2）層２を被着
し、通常のリソグラフイを用いて、素子形成のた
めの活性領域を開口する。
用マスクとして二酸化珪素（SiO2）層２を被着
し、通常のリソグラフイを用いて、素子形成のた
めの活性領域を開口する。
開口部を覆つて結晶層を成長すると露出した単
結晶基板１上には単結晶層３Ａが選択的にエピタ
キシヤル成長し、SiO2層２上には多結晶層３Ｂ
が成長する。
結晶基板１上には単結晶層３Ａが選択的にエピタ
キシヤル成長し、SiO2層２上には多結晶層３Ｂ
が成長する。
この場合、単結晶層３Ａは開口部の底に露出さ
れた単結晶上にのみ１方向に成長するのに対し
て、多結晶層３Ｂの成長方向は、SiO2層２の段
差を覆つて270°であるため開口部内に成長する単
結晶層３Ａの領域内に多結晶層３Ｂが浸透し、単
結晶層３Ａの領域を狭くする。
れた単結晶上にのみ１方向に成長するのに対し
て、多結晶層３Ｂの成長方向は、SiO2層２の段
差を覆つて270°であるため開口部内に成長する単
結晶層３Ａの領域内に多結晶層３Ｂが浸透し、単
結晶層３Ａの領域を狭くする。
多結晶層３Ｂの単結晶層３Ａに接する領域は不
整合領域となり、この領域が活性領域内に浸透す
ることになる。
整合領域となり、この領域が活性領域内に浸透す
ることになる。
また、多結晶層３ＢはSiO2上に成長するため、
くすんだ色となり、鏡面になり難い。
くすんだ色となり、鏡面になり難い。
このように、半導体デバイスの活性領域となる
単結晶層３Ａに多結晶層３Ｂが浸透し、また不整
合領域が活性領域内にあるため、素子解析にも不
明瞭なことが生じやすい。
単結晶層３Ａに多結晶層３Ｂが浸透し、また不整
合領域が活性領域内にあるため、素子解析にも不
明瞭なことが生じやすい。
さらに、選択用マスクの素材に問題があり、こ
こで用いた、容易に得られるが問題の多いSiO2
層の場合について説明する。
こで用いた、容易に得られるが問題の多いSiO2
層の場合について説明する。
一般に、成長分子が単結晶基板分子と同じなら
ば整合して基板上に単結晶が成長し、非晶質、な
いし多結晶のSiO2上には多結晶が成長する。
ば整合して基板上に単結晶が成長し、非晶質、な
いし多結晶のSiO2上には多結晶が成長する。
この場合多結晶は任意の方向に成長し、大きな
グレインとなつて成長してゆく。厚い層の成長の
場合はこれらのグレインは問題とならないが、エ
ピタキシヤル成長層が数nm程度と薄い場合は、
SiO2層上の多結晶層は素子分離層としても不安
定な層となる。
グレインとなつて成長してゆく。厚い層の成長の
場合はこれらのグレインは問題とならないが、エ
ピタキシヤル成長層が数nm程度と薄い場合は、
SiO2層上の多結晶層は素子分離層としても不安
定な層となる。
さらに、マスク材と単結晶表面に飛来するエピ
タキシヤル成長分子は、異なつた反応律則で成長
するため、単結晶領域と多結晶領域との境界には
余分な応力を生じ、不安定な成長層となる。
タキシヤル成長分子は、異なつた反応律則で成長
するため、単結晶領域と多結晶領域との境界には
余分な応力を生じ、不安定な成長層となる。
従来の選択エピタキシヤル成長においては、フ
イールド領域の多結晶層３Ｂは、活性領域となる
単結晶層３Ａの領域内に浸透して単結晶層３Ａの
領域を狭くし、界面は不整合領域となり、余分な
応力を生ずる。
イールド領域の多結晶層３Ｂは、活性領域となる
単結晶層３Ａの領域内に浸透して単結晶層３Ａの
領域を狭くし、界面は不整合領域となり、余分な
応力を生ずる。
上記問題点の解決は、単結晶基板上に凸部を形
成する工程と、該単結晶基板上の該凸部以外の領
域に非晶質層を被着する工程と、該単結晶基板上
全面に結晶層を成長する工程とを含む本発明によ
る選択エピタキシヤル成長方法によつて達成され
る。
成する工程と、該単結晶基板上の該凸部以外の領
域に非晶質層を被着する工程と、該単結晶基板上
全面に結晶層を成長する工程とを含む本発明によ
る選択エピタキシヤル成長方法によつて達成され
る。
前記非晶質層が成長しようとする結晶層と同種
分子の物質よりなる場合は、一層安定な成長層が
得られる。
分子の物質よりなる場合は、一層安定な成長層が
得られる。
マスク材を単結晶表面より低く被着することに
より、多結晶成長領域は矯正される方向にはたら
き、従つて単結晶領域は多結晶の浸透を受け難く
なる。
より、多結晶成長領域は矯正される方向にはたら
き、従つて単結晶領域は多結晶の浸透を受け難く
なる。
さらに、マスク材を成長分子と同種分子を有す
る非晶質で形成すれば、単結晶領域と多結晶領域
は同じ反応律則で成長するため、その界面に余分
な応力を生じることなく、物理的に安定な成長層
が得られる。
る非晶質で形成すれば、単結晶領域と多結晶領域
は同じ反応律則で成長するため、その界面に余分
な応力を生じることなく、物理的に安定な成長層
が得られる。
第１図は本発明の選択エピタキシヤル成長を説
明する断面図である。
明する断面図である。
図において、１１は単結晶基板で半絶縁性ガリ
ウム砒素（SI−GaAs）基板で、単結晶基板１１
の表面の活性領域に凸部１２を形成し、単結晶基
板１１の表面の凸部１２以外の領域に選択用マス
クとして非晶質GaAs層１３Ｂを被着する。
ウム砒素（SI−GaAs）基板で、単結晶基板１１
の表面の活性領域に凸部１２を形成し、単結晶基
板１１の表面の凸部１２以外の領域に選択用マス
クとして非晶質GaAs層１３Ｂを被着する。
基板全面に結晶層としてGaAs層１４を成長す
ると露出した単結晶基板１１上には単結晶層１４
Ａが選択的にエピタキシヤル成長し、非晶質
GaAs層１３Ｂ上には多結晶層１４Ｂが成長す
る。
ると露出した単結晶基板１１上には単結晶層１４
Ａが選択的にエピタキシヤル成長し、非晶質
GaAs層１３Ｂ上には多結晶層１４Ｂが成長す
る。
この場合、単結晶層１４Ａは凸部１２上に露出
された単結晶上に成長するのに対して、多結晶層
１４Ｂは凸部１２により形成された段差の下に成
長する。
された単結晶上に成長するのに対して、多結晶層
１４Ｂは凸部１２により形成された段差の下に成
長する。
従つて、単結晶層１４Ａの領域内に多結晶層１
４Ｂが浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
４Ｂが浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
多結晶層１４Ｂの単結晶層１４Ａに接する領域
は不整合領域となるが、本発明の場合では、この
領域は活性領域外に形成されることになる。
は不整合領域となるが、本発明の場合では、この
領域は活性領域外に形成されることになる。
また、マスク材を成長分子と同一分子を有する
非晶質GaAs層１３Ｂで形成するため、単結晶領
域と多結晶領域の界面に余分な応力を生じること
なく、安定な成長層が得られる。
非晶質GaAs層１３Ｂで形成するため、単結晶領
域と多結晶領域の界面に余分な応力を生じること
なく、安定な成長層が得られる。
第２図１から５は選択エピタキシヤル成長の実
施例を説明する断面図である。
施例を説明する断面図である。
第２図１において、１１は単結晶基板でSI−
GaAs基板で、この上に通常のリソグラフイ工程
を用いて活性領域にレジストパターン１５を形成
する。
GaAs基板で、この上に通常のリソグラフイ工程
を用いて活性領域にレジストパターン１５を形成
する。
第２図２において、単結晶基板１１の活性領域
以外を100nm程度、すなわち成長しようとするエ
ピタキシヤル層と同程度の深さをエツチングし、
基板表面の活性領域に凸部１２を形成する。
以外を100nm程度、すなわち成長しようとするエ
ピタキシヤル層と同程度の深さをエツチングし、
基板表面の活性領域に凸部１２を形成する。
第２図３において、スパツタ、蒸着等により、
成長分子と同種の非晶質GaAs層１３を基板全面
に成長する。
成長分子と同種の非晶質GaAs層１３を基板全面
に成長する。
第２図４において、活性領域の非晶質GaAs層
１３Ａをリフトオフし、フイールド領域に非晶質
GaAs層１３Ｂを残し、エピタキシヤル成長の選
択用マスクとする。
１３Ａをリフトオフし、フイールド領域に非晶質
GaAs層１３Ｂを残し、エピタキシヤル成長の選
択用マスクとする。
第２図５において、基板全面に結晶層として
GaAs層１４を成長する。
GaAs層１４を成長する。
そうすると、露出した単結晶基板１１上には単
結晶層１４Ａが選択的にエピタキシヤル成長し、
非晶質GaAs層１３Ｂ上には多結晶層１４Ｂが成
長する。
結晶層１４Ａが選択的にエピタキシヤル成長し、
非晶質GaAs層１３Ｂ上には多結晶層１４Ｂが成
長する。
この場合、単結晶層１４Ａは凸部１２上に露出
された単結晶上に成長するのに対して、多結晶層
１４Ｂは凸部１２により形成された段差の下に成
長する。
された単結晶上に成長するのに対して、多結晶層
１４Ｂは凸部１２により形成された段差の下に成
長する。
従つて、単結晶層１４Ａの領域内に多結晶層１
４Ｂが浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
４Ｂが浸透して単結晶層１４Ａの領域を狭くする
ことはない。
また、多結晶層１４Ｂは高抵抗層となつて素子
間分離が可能となる。
間分離が可能となる。
以上詳細に説明したように本発明による選択エ
ピタキシヤル成長においては、フイールド領域の
多結晶層は、活性領域となる単結晶層領域内に浸
透して単結晶層領域を狭くすることなく、単結晶
層領域との界面の不整合領域は活性層の外側にで
き、また界面には余分な応力を生じない。
ピタキシヤル成長においては、フイールド領域の
多結晶層は、活性領域となる単結晶層領域内に浸
透して単結晶層領域を狭くすることなく、単結晶
層領域との界面の不整合領域は活性層の外側にで
き、また界面には余分な応力を生じない。
従つて、素子形成の微細化と、素子間分離に有
効な成長方法が得られる。
効な成長方法が得られる。
第１図は本発明の選択エピタキシヤル成長を説
明する断面図、第２図１〜５は本発明の選択エピ
タキシヤル成長の実施例を説明する断面図、第３
図は従来の選択エピタキシヤル成長を説明する断
面図である。 図において、１１は単結晶基板でSI−GaAs基
板、１２は凸部、１３Ｂは選択用マスクで非晶質
GaAs層、１４は成長結晶層、１４Ａは単結晶
層、１４Ｂは多結晶層、１５はレジストパター
ン、である。
明する断面図、第２図１〜５は本発明の選択エピ
タキシヤル成長の実施例を説明する断面図、第３
図は従来の選択エピタキシヤル成長を説明する断
面図である。 図において、１１は単結晶基板でSI−GaAs基
板、１２は凸部、１３Ｂは選択用マスクで非晶質
GaAs層、１４は成長結晶層、１４Ａは単結晶
層、１４Ｂは多結晶層、１５はレジストパター
ン、である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 単結晶基板１１上に凸部１２を形成する工程
と、 該単結晶基板１１上の該凸部１２以外の領域に
非晶質層１３Ｂを被着する工程と、 該単結晶基板１１上全面に結晶層１４を成長す
る工程 とを含むことを特徴とする選択エピタキシヤル成
長方法。 ２ 前記非晶質層１３Ｂが成長しようとする結晶
層１４と同種分子の物質よりなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の選択エピタキシヤ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14828386A JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14828386A JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636834A JPS636834A (ja) | 1988-01-12 |
| JPH0530296B2 true JPH0530296B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=15449300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14828386A Granted JPS636834A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 選択エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS636834A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2228617A (en) * | 1989-02-27 | 1990-08-29 | Philips Electronic Associated | A method of manufacturing a semiconductor device having a mesa structure |
| JP2011171639A (ja) * | 2010-02-22 | 2011-09-01 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置、半導体ウェハ、半導体装置の製造方法及び半導体ウェハの製造方法 |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP14828386A patent/JPS636834A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS636834A (ja) | 1988-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |